Sådan fungerer Selective Laser Sintering

FOTO: 3D Systems

Fordybning: Selective Laser Sintering, SLS, er er additiv fremstillingsteknik, hvor man anvender en laser med høj effekt, fx kuldioxidlaser til at smelte de små partikler af plast, metal, keramik eller glas sammen. Metoden bliver normalt kaldt sintring eller sintering. Teknikken blev udviklet og patenteret af Dr. Carl Deckard fra University of Texas i Austin tilbage i 1980’erne. I dag er betegnelsen SLS et registreret varemærke fra 3D Systems.

Metoden bygger på at man opdeler en tredimensionel geometri i horisontelle lag i et program. Dette kaldes også for at man stratificerer/lagdeler en geometri. Lagene er melem 0,1 og 0,15 mm. I de områder, som udgør de forskellige lag, genereres et raster, som styrer selve laseren.

De partikler, som skal hærdes af laseren, hældes ud i byggekammeret og danner et lag, som kaldes pulversengen. Dette lag kan være tyndere eller tykkere, afhængigt at hvilken opløsning man vil opnå. Laseren smelter derefter partiklerne i et tværsnit på det område, som specificeres iht stratificeringen. Lasereffekten er installeret for at smelte det aktuelle pulverlag cirka 0,02 mm ned i det foregående lag.

Efter hvert smeltelag sænkes pulversengen et lager ned, hvorpå et nyt pulverlag lægges ud oven på det forrige med en såkaldt recoater. Processen gentages til jobbet er færdigt. Når sintringen er klar, skal objektet køles ned i maskinen. Dette kan tage fra en til 30 timer. Derefter renses objekterne, sandblæses og kontrolmåles.

Densiteten i de sammensmeltede partikler afhænger først og fremmest af laserens maksimale kapacitet, ikke af eksponeringstid. Derfor anvender man ofte en pulserende laser i en SLS-baseret printer. For at fremskynde sintringen opvarmes pulveret i pulversengen til lige under smeltepunktet.

En af fordelene med SLS-teknikker er at man ikke behøver producere nogen støttestrukturer. En støttestruktur er tråde eller “bjælker” af plast, som holder en komplex geometri på plads under print og benyttes ofte i ekstruderingsprintere (FDM-teknik). Da det sintrede objekt holdes på plads af det tilstødende pulver (det som ikke sintres), så er det ikke behov for ekstra støtte.

Sammenliget med andre fremstillingsmetoder så anvendes SLS-teknikken oftest til fremstilling af prototyper, også selv om det i nogle tilfælde er muligt at seriefremstille slutprodukter. Mange materialer som fx polymerer i form af nylon og polystyren samt metaller som stål, tital og legeringer kan sintres. Det skal dog pointeres, at overflade finish ikke er så høj som med SLA-teknikken, stereolitografi. Derimod er de en hurtig teknik.

SLS-teknik hos GT Prototyper
Ystadvirksomheden GT Prototyper har været i 3D-branchen siden 1994. I huset med 11 ansatte arbejder de hovedsagelig med SLA og SLS. Man har også en n´finishafdeling med grundfinish og avanceret overfladebehandling. Kunderne kommer fra et bredt område lige fra opfindere til store industrivirksomheder.

De har fem SLS-maskiner, som aller kommer fra den tyske leverandør EOS. Tre mindre i form af en Eosint 380-model og to opgraderede 380-modeller til 390, samt to større Eosint P730. 380- og 390-modellerne har et byggekammer på 340 x 340 x 620 mm, mens P730 har et byggekammer på 700 x 380nx 580 mm. Opgraderingen af de to 380 til 390 var ganske omfattende og indebar flere fordele, siger produktionschefen Niclas Nilsson.

– I opgraderingen indgik en opvarmet linse til laseren, fortæller Niclas Nilsson. Det er godt, når man arbejder i højden for at bibeholde en ens kvalitet på modellerne. En kold linse suger nemlig damp, som påvirker laserens kvalitet. Siden findes der en anden recoater, som er lettere at justere for at få en bedre kvalitet, og samtidig har 390 en anden scanner, som betyder at den byger hurtigere end sin forgænger.

– I vores to større P730-printere er det lidt sværere at udskifte materiale sammenlignet med de mindre, så her benytter vi ofte samme materiale, siger Niclas Nilsson. Vi producerer også større prototyper i disse uden at de opdeles i mindre elementer som efterfølgende sammensættes.

Når det drejer sig om materiale så køber man alt af leverandøren EOS. Det drejer sig først og fremmest om polyamid 12, som bruges i de store maskiner og polyamid 12 med glaskugler i en af de små. Tilsætningen af de små glaskugler i polyamiden betyder at slutprodukterne blivet noget stivere, men samtidig mere sprøde. Man printer også i PP, polypropylen, men mest til prototyper, som skal en form for hængsel. PP er både mere resistente og mere bøjelige en fx polyamid.

Et specialmateriale, Primecast, er egentlig et almindelige polystyren og det er et materiale, som GT Prototyper ofte benytter til støbeforme, når man fx skal støbe modeller i aluminium. Ud fra en printet master laver man en gipsstøbeform som bagefter bruges i selve aluminiumsstøbningen.

Publicerat av: 

Del artiklen

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *


Color on Demand

Seks år har Colorfabb brugt på at udvikle deres Color on Demand filament. Colorfabb er, som navnet antyder specialiseret i farvede 3D-printmaterialer.

Publicerat av: 

Kodak skal skubbe Evolve ind i fremtiden

Eastman Kodak og Evolve Additive Solutions Inc. indgår et teknologipartnerskab, hvor Kodak vil levere billeddannelsessystemer, dele og forbrugsstoffer til Evolve baseret på den digitale elektrofotografiske platform KODAK NEXPRESS.

Publicerat av: 

Mitsubishi på vej med en 3D-metalprinter

I flere internationale medier har man på det seneste kunne læse, at Mitsubishi er på vej med en ny 3D-metalprinter. Den er endnu ikke navngivet, og er muligvis kun protostadiet. Men inden for de næste to til tre år skulle det være ganske vist.

Publicerat av: